28 WCDMA功率控制原理

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.功率控制原理ISSUE1.0HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage2第1章功率控制概述第2章功率控制介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage3引入功控后的发射功率接收功率关系HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage4功率控制目的克服“远近效应”调整发射功率，保持上/下行链路的通信质量克服阴影衰落和快衰落降低网络干扰，提高系统质量和容量一句话：CDMA系统中功率控制的目标就是在保证用户通信质量的条件下，使用户的发射功率尽量小。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage5功控的分类上行开环功控（反向）下行开环功控（前向）开环功率控制开环功率控制上行内环功率控制下行内环功率控制上行外环功率控制下行外环功率控制HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage6功控在各个信道的适用情况Phy.CH.物理信道Openloop开环Innerloop闭环内环Outerloop闭环外环Nopowercontrol-无功控DPDCH√√DPCCH√√√PCCPCH√SCCPCH√PRACH√AICH√PICH√HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage7第1章功率控制概述第2章功率控制介绍HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage8第2章功率控制介绍开环功率控制内环功率控制外环功率控制压模下内环功控HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage9开环功率控制基本原理基本原理假设发射功率与接收功率之间的耦合损耗以及干扰水平相同，利用先行测量接收功率的大小，并由此确定发射功率的大小。基本作用克服阴影和路径损耗主要缺点未考虑到上、下行信道电波功率的不对称性，因而其精确性难以得到保证。主要应用上行：应用于PRACH和DPCCH信道下行：应用于DPCCH信道。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage10开环功率控制原理简述初始发射功率设置原理EcNoXceInterferenRSCPCPICHPowCPICHPowXEcNoXEcNoCPICHPowCPICHPowXceInterferenPLPowXEcNoXceInterferenPLPowCPICHEcNoCPICH________)2...(....................__)1......(__HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage11PRACH信道的开环功率控制τp-a：前导与AI指示时间定时；τp-p：两前导发送间距定时；τp-m：前导与消息发送间距定时；Oneaccessslotp-ap-mp-pPre-amblePre-ambleMessagepartAcq.Ind.AICHaccessslotsRXatUEPRACHaccessslotsTXatUEHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage12PRACH信道的开环功率控制RACHBCH:CPICHchannelpowerULinterferencelevelUE测量CPICH的接收功率计算上行初始发射功率HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage13PRACH信道的开环功率控制Preamble_Initial_Power=PCPICHDLTXpower-CPICH_RSCP+ULinterference+ConstantValue注：PCPICHDLTXpower、ULinterference、ConstantValue在系统消息中携带下发，CPICH_RSCP由UE测量得到。建网初期，覆盖受限，可以将ConstantValue的值设置偏大（-16dB或-15dB）便于网络侧能够及时接收到UE发出的前导信号；另外，可将powerrampstep参数设置偏大也能够提高网络侧成功捕获前导信号的概率；PRACH的消息部分的功率控制有以下特征：的值由高层配置，控制部分和数据部分的功率之比的计算和上行专用信道相同。上行PRACH第一个前导信号发射功率设定方法c和dHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage14上行DPCCH信道的开环功率控制DPCCH_Initial_power=DPCCH_Power_offset-CPICH_RSCP注：CPICH_RSCP由UE测量得到；DPCCH_Power_offset是DPCCH初始发射功率偏置，在RRC连接建立之初就由RNC配置给UE；其计算公式如下：DPCCH_Power_offset=PrimaryCPICHDLTXpower+ULinterference+DefaultConstantValue。其中：PrimaryCPICHDLTXpower是主公共导频物理信道下行发射功率；ULinterference是上行干扰；DefaultConstantValue是DPCCH初始发射功率缺省常数。上行DPCCH初始功率设置方式HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage15下行DPCCH信道的开环功率控制下行DPCCH的初始功率设置方式：P=（Ec/Io）Req-CPICH_Ec/Io+PCPICH注：（Ec/Io）req是UE正确接收该专用信道所需的Ec/Io，CPICH_Ec/Io是UE测量到的公共导频信道的Ec/Io，通过RACH报告给UTRAN，PCPICH是公共导频信道的发射功率。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage16第2章功率控制介绍开环功率控制内环功率控制外环功率控制压模下内环功控HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage17闭环功率控制UENodeBRNCBLERFER/BER测量SIR目标SIR功率控制比特UENodeBRNCBLERFER/BER测量SIR目标SIR功率控制比特外环功率控制内环功率控制外环功率控制内环功率控制内环功控与外环功控一起被称为闭环功控HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage18上行内环功控NodeBUE下发TPC测量接收信号SIR并比较内环设置SIRtar1500Hz内环功率控制的目的：使测量SIR尽快地收敛到设定的SIRtar每一个UE都有一个自己的控制环路HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage19上行内环功控NodeB侧：每时隙测量上行DPCCHSIR,与目标SIR比较，测量SIR大于目标SIR，发TPC=0；如果测量SIR小于目标SIR，发TPC=1；UE侧：处理TPC命令，计算TPC_cmd；有两种上行功率控制模式：PCA1，UE每个时隙处理一次TPC命令，步长△tpc为1或2dB；PCA2，UE每五个时隙处理一次TPC命令，步长△tpc为1dB。在DPCCH上的功控步长调整量：△dpcch=△tpc*TPC_cmd，TPC_cmd即利用上述算法计算的TPC合成命令。△tpc也与之相关。DPCCH和DPDCH上的功率之比为βc/βd的平方。(βc/βd的值由高层配置.)CdCcβdβcjDPDCHDPCCHIQI+jQSdpchSHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage20上行DPCCH内环功率控制当UE没有处于软切换时，每个时隙收到一个TPC命令如果TPC＝0，则TPC_cmd=-1如果TPC＝1，则TPC_cmd=1当UE处于软切换时(PCA1)合并同一RLS的TPC命令字；(对不同小区的RL先进行最大比合并，而后生成一个TPC，在不同小区分别发送该TPC命令字；在一个RLS内的所有RL的TPCCommand是一样的)处理TPC指令的算法1（PCA1）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage21上行DPCCH内环功率控制当UE处于软切换时(PCA1)合并不同RLS的TPC命令字，合并规则如下：(N:RLSNum)处理TPC指令的算法1（PCA1）0,01,110,11,1)W,W,(WgTPC_cmd#,#,11N21slotestslotestiNiiNiiTPCTPCWNWNWHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage22上行DPCCH内环功率控制当UE不处于软切换时(PCA2)UE以5个时隙为单位进行功控。前4个slot，功率保持不变，在第5个slot，硬判决这5个slot的TPC_est：otherwiseestTPCestTPCiiii,015/_,105/_,1slot)hTPC_cmd(5t5151处理TPC指令的算法2（PCA2）TPC_estTPC_cmd000000000-11111100001else00000HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage23上行DPCCH内环功率控制当UE处于软切换时(PCA2)合并同一个RLS的TPC；先进行最大比合并，然后用硬判决生成TPC命令字：Ifall5harddecisionswithinasetare1,TPC_tempi=1.Ifall5harddecisionswithinasetare0,TPC_tempi=-1.Otherwise,TPC_tempi=0.合并不同RLS的TPC，规则如下处理TPC指令的算法2（PCA2）otherwiseNtempTPCNtempTPCNiiNii,05.0/_,15.0/_,1)TPC_temp,TPC_temp,(TPC_tempslot)hTPC_cmd(5t11N21HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage24上行DPCCH内环功率控制控制速度差异TPC指令处理算法1，其功控速度为1500Hz；TPC指令算法2，其功控速度为300Hz。适用场景UE高速移动时（80KM/H），快速内环功控跟踪不到快衰落（要求1个功控时隙大于1个波长左右），表现出负增益，此时建议选择算法2。如覆盖高速公路的小区，建议选择算法2。两种算法的比较HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage25下行内环功控NodeB设置SIRtar发TPC测量SIR并比较内环1500HzHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage26下行内环功控UE侧：根据测量DPCCH的PILOT的SIR（软切换期间在最大比合并之后）；与目标SIR比较生成TP